腰椎病按摩机微机控制系统的研究

　　0　引言

　　随着现代生活节奏的加快和工作强度的加大,腰椎间盘突出作为一种常见的职业病,严重影响着患者的工作和生活。目前对该病的中早期治疗多采用非手术治疗,常用的方法是机械　牵引配合人工按摩复位。此种方法由于牵引与按摩的分离,影响了治疗效果,增加了医务人员的体力劳动。而且,采用全自动三维运动牵引床,价格昂贵,增加了患者的治疗费用。为此,作者设计了一种可在自动或手动驱动下,按摩头角度前后、左右可调,预压力自动显示,振动力稳定持久的空间多方位立体按摩机。填补了椎间盘治疗中采用人工按摩的缺陷,降低了医生的工作量,保持恒定、持续的按摩力,提高了治疗效果及临床治愈率。通过采用现代先进的微机接口技术,开发出集中控制腰椎病按摩机各项功能的人机交互控制系统,提高了该设备的自动化水平。

　　1　控制系统原理及结构

　　1·1　控制系统总体方案

　　腰椎病发病原因多种多样,导致其突出形式的多样性。腰椎病按摩机结构主要包括立柱、横梁升降、按摩头平移、按摩头左右摆动、按摩头前后摆动、预压、整复等机构。它们和牵引床的牵引机构、平移机构一起实现了对患者患病部位的全方位定位和立体按摩[1]。

　　根据机械结构的特点,控制系统的主体微型计算机接受操作人员的输入和检测信息,完成按摩机的各项功能和动作,提供适合病人特征的牵引力、预压力和整复角度等治疗条件。按摩机具有手动和自动两种控制方式,采用微机接口系统实现对电机的控制。控制过程还包括对牵引力和预压力的模拟量检测。

　　根据系统要求,建立了数据库及其控制界面,数据库由控制界面程序所调用,用户可通过人机对话将病人的数据资料,包括身高、性别、年龄、病情等输入电脑,微机根据其内部的数据库自动确定按摩的预压力。在治疗过程中,通过检测预压力的大小作为反馈信号,与微机计算的数值进行比较来控制预压电机的动作。此外,微机可以接收控制面板的指令,控制其它机构电机的动作,从而实现全方位的自动控制。微机的数字信号与外部输入、输出信号之间采用AD/DA进行数据的转化。

　　治疗时,通过X光等方法确定病变部位的具体情况,并与其它所需数据如性别、年龄等一起输入微机。患者俯卧在牵引床上,固定纵轴牵引带于胸背及骨盆部[3]。在上述预操作完成后,即可采用整复按摩机1·2　控制对象腰椎病治疗机主要由牵引床和按摩机两大部分组成。系统的控制对象较多,包括电机的启动、正反转和测力传感器的模拟量信号。

　　(1)牵引床被控对象主要包括:①牵引电机;②用于检测进行治疗。牵引力的石英力传感器;③牵引床纵向平移的电机。